Energy recovery device for the internal combustion engine

dc.contributor.authorPolitykin, B. М.
dc.contributor.authorShtanko, O. D.
dc.contributor.authorLitvinova, M. B.
dc.contributor.authorKarpovа, S. O.
dc.contributor.authorПолітикін, Б. М.
dc.contributor.authorШтанько, О. Д.
dc.contributor.authorЛітвінова, М. Б.
dc.contributor.authorКарпова, С. О.
dc.date.accessioned2022-10-14T12:09:38Z
dc.date.available2022-10-14T12:09:38Z
dc.date.issued2017
dc.descriptionEnergy recovery device for the internal combustion engine = Рекупераційний пристрій до двигуна внутрішнього згоряння / B. М. Politykin, O. D.Shtanko, M. B. Litvinova, S. O. Karpovа // Наук. вісн. НГУ. – Dnipro : НГУ, 2017. – № 3. –С. 82–89.uk_UA
dc.description.abstractМета. Розробка пристрою для утилізації частини теплової енергії вихлопних газів бензинового двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що відповідає конструкції автомобілів, які існують. Створення відповідної моделі та розрахунок основних параметрів термоелектричного генератора, що працює на енергії вихлопних газів, з обґрунтуванням можливості отримання електричної енергії в кількості, достатній, як мінімум, для заміни електромеханічного генератора автомобіля. Методика. Використовувалося фізичне й математичне моделювання процесів теплопередачі та генерації електричної енергії в термоелектричних генераторах. Результати. Проведено аналіз фізичної моделі процесу, що відбувається при віддачі теплової енергії від потоку вихлопного газу у трубопроводі генератора, та визначено принцип розрахунку його основних параметрів. Розроблена математична модель теплообміну у трубопроводі блокового термоелектричного генератора. Створена програма на базі програмного забезпечення Wolfram Mathematica та проведено розрахунок відповідних параметрів для кожного блоку при різних навантаженнях ДВЗ. Технічно обгрунтовано створення пристрою для рекуперації енергії палива, що викидається назовні, для ДВЗ легкових автомобілів. Відповідним пристроєм є термоелектричний генератор із блоковою будовою, що працює на тепловій енергії вихлопних газів. Запропоновано використання повітряного охолодження для отримання оптимального ККД перетворення. Показана можливість отримання при його використанні до 1 кВт електричної енергії. Наукова новизна. Розроблено інноваційний пристрій утилізації енергії вихлопних газів для моделей автомобілів, що вже існують. Уперше запропонована й обґрунтована структура розділення термоелектричного генератора на три блоки, що працюють як окремі термоелектричні генератори, а також введення в середину газового потоку порожнього циліндра з повздожніми ребрами на поверхні для покращення теплопередачі за рахунок випромінювання. Практична значимість. Використання запропонованого термоелектричного генератора дозволяє провести заміну електромеханічного генератора автомобіля з подальшим використанням надлишкової енергії рекуперації. Енергія, що збережена в результаті рекуперації, у перерахунку на спожите паливо складає не менше 2 %, що є важливим як в економічному, так і в екологічному аспектах.uk_UA
dc.description.abstract1Purpose. The purpose of the work is to develop an effective device for utilization of exhaust gas heat energy of the gasoline Internal Combustion Engine (ICE) that meets the design of current car models; to create an appropriate model and analytical calculations of the basic parameters of the thermoelectric generator that runs on exhaust gas heat energy substantiating the possibility of electric power generation in amount sufficient to replace the existing electromechanical car generator. Methodology. Physical and mathematical modeling of the processes of heat transfer and generation of electric energy in thermoelectric generators was used. Findings. A physical analysis of the heat backflow process from the flow of exhaust gas in a generator pipeline and defined the principle of calculations of the basic parameters has been provided. A mathematical model of heat transfer in the pipeline block thermoelectric generator has been developed. A program using Wolfram Mathematica software has been created and the relevant parameters for each block with different loads of ICE have been calculated. A possibility of creating a device for the recovery of fuel energy emitted from the car ICE has been substantiated. The correspondent device is a thermoelectric generator consisting of blocks using the exhaust gas heat. We proposed an air cooling process to reach the optimum conversion efficiency. The possibility to generate up to 1 kW of electrical power has been proven. Originality. An innovative exhaust gas energy recovery device for existing vehicle models was developed. For the first time the division of the thermoelectric generator into three units operating as separate thermoelectric generator as well as insertion of special hollow cylinder in a gas flow were proposed and substantiated. The cylinder has lengthwise ribbing on a surface to improve the heat transfer by thermal radiation. Practical value. The proposed thermoelectric generator allows replacing the electromechanical car generator using a process of excess energy recovery. The energy saved as a result of recovery is at least 2 % in terms of fuel consumed which is important from both economic and environmental perspective.uk_UA
dc.description.abstract2Цель. Разработка устройства для утилизации части тепловой энергии выхлопных газов бензинового двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в соответствии с конструкцией существующих автомобилей. Создание соответствующей модели и расчет основных параметров термоэлектрического генератора, работающего на энергии выхлопных газов, с обоснованием возможности получения электрической энергии в количестве, достаточном, как минимум, для замены электромеханического генератора автомобиля. Методика. Использовалось физическое и математическое моделирование процессов теплопередачи и генерации электрической энергии в термоэлектрических генераторах. Результаты. Проведен анализ физической модели процесса, происходящего при отдаче тепловой энергии от потока выхлопного газа в трубопроводе генератора, и определен принцип расчета его основных параметров. Разработана математическая модель теплообмена в трубопроводе блочного термоэлектрического генератора. Создана программа на базе программного обеспечения Wolfram Mathematica и проведен расчет соответствующих параметров для каждого блока при различных нагрузках ДВС. Технически обосновано создание устройства для рекуперации выбрасываемой наружу энергии топлива для ДВС легковых автомобилей. Соответствующим устройством является термоэлектрический генератор блочной структуры, который работает на тепловой энергии выхлопных газов. Предложено использовать воздушное охлаждение для получения оптимального КПД преобразования. Показана возможность получения при его использовании до 1 кВт электрической энергии. Научная новизна. Разработано инновационное устройство по утилизации энергии выхлопных газов для существующих моделей автомобилей. Впервые предложено и обосновано структурное разделение термоэлектрического генератора на три блока, которые работают как отдельные термоэлектрические генераторы, а также введение внутрь газового потока полого цилиндра с продольными ребрами на поверхности для улучшения теплопередачи за счет излучения. Практическая значимость. Использование предложенного термоэлектрического генератора позволяет провести замену электромеханического генератора автомобиля с последующим использованием избыточной энергии рекуперации. Энергия, сохранённая в результате рекуперации, в пересчете на потребляемое топливо составляет не менее 2 %, что является важным как в экономическом, так и в экологическом аспектах.uk_UA
dc.identifier.issn2071-2227
dc.identifier.urihttp://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/6268
dc.language.isoenuk_UA
dc.relation.ispartofseries621.31uk_UA
dc.subjectеnergy сonservationuk_UA
dc.subjectthermoelectric generatoruk_UA
dc.subjectwaste heat recoveryuk_UA
dc.subjectexhaust gasesuk_UA
dc.subjectэнергосбережениеuk_UA
dc.subjectтермоэлектрический генераторuk_UA
dc.subjectутилизацияuk_UA
dc.subjectвыхлопные газыuk_UA
dc.subjectенергозбереженняuk_UA
dc.subjectтермоелектричний генераторuk_UA
dc.subjectутилізаціяuk_UA
dc.subjectвихлопні газиuk_UA
dc.titleEnergy recovery device for the internal combustion engineuk_UA
dc.title1Рекупераційний пристрій до двигуна внутрішнього згорянняuk_UA
dc.title22017
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Вантажиться...
Ескіз
Назва:
03_2017_Politykin.pdf
Розмір:
671.02 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис: